原油船货油舱CO_2-O_2-H_2S-SO_2干湿交替环境低合金钢腐蚀行为研究

对碳钢和Cr-Cu-Ni低合金钢进行模拟原油船货油舱上甲板环境的CO_2-O_2-H2S-SO_2干湿交替腐蚀实验,通过失重法获得模拟货油舱上甲板环境条件的腐蚀速率,分析锈层的物相组成并对带锈试样进行腐蚀电化学测试。结果表明,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀初期减薄量大于碳钢,但随着腐蚀时间延长,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀速率低于碳钢。相比于碳钢腐蚀电流密度降低幅度小的特点,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀电流密度由裸钢的67.4μA/cm~2显著降低至带锈钢的11.7μA/cm~2。碳钢锈层内存在较大的贯穿整个锈层截面的裂纹,而Cr-Cu-Ni低合金钢中的耐蚀合金元素Cr Cu及Ni加入使锈层颗粒细小,结构致密,锈层内部截面裂纹细小。两种钢锈层均由非晶态腐蚀产物α-Fe OOH、少量的γ-Fe OOH、Fe_3O_4和单质S组成。相比碳钢的锈层,Cr-Cu-Ni低合金钢锈层具有较高的非晶态物质含量及较大α/γ值(α-Fe OOH与γ-Fe OOH含量比),从而使锈层具有高的致密度和保护性。     

Cr含量对耐候钢耐候性的影响

通过周浸腐蚀试验、电化学测量、锈层微观分析等方法研究了不同Cr含量耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为。结果表明:随着耐候钢Cr含量增加,Cr在锈层中明显富集,促使锈层更加致密,减小了阳极溶解反应电流密度;其表面锈层的电阻Rr及反应电阻Rt均呈增大趋势,锈层的腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,极化曲线的阳极部分明显受到了阻碍,从而提高了耐候钢的耐蚀性。     

镀锌钢在含氯离子锈层中的腐蚀行为

Cl-对镀锌钢在锈层环境中具有强烈的点蚀作用,易引起锌镀层的破坏,造成经济损失。探究其腐蚀机理和腐蚀过程有利于预防Cl-对镀锌钢的腐蚀。采用电化学阻抗谱(EIS)研究镀锌钢在锈层模拟溶液中的腐蚀行为,并应用电子扫描电镜(SEM)观察了镀锌钢在不同浸泡时间的腐蚀形貌。结果表明:镀锌钢在锈层模拟溶液中包含2个时间常数,分别对应锈层和界面的双电层;镀锌钢的阻抗谱随浸泡时间和锈层成分的变化而改变;在无Cl-的锈层溶液中,锈层可以提高镀锌钢的耐蚀性能,在含3.5%NaCl锈层模拟溶液中,Cl-逐步侵蚀并破坏了锈层结构,促使镀锌钢点蚀的发生。     

低合金钢WNHS355和E36在海水中的腐蚀性能

为了研究低合金钢在海水区潮差带和飞溅带内氧浓差电流密度的分布及其生成的锈层的电化学致密性,采用电联接长钢样,在青岛海域进行了实海挂片,对WNHS355钢和E36钢在海水中的腐蚀性能进行了研究.海水腐蚀1 a的结果表明,WNHS355钢在全浸区、潮差区和大气区的腐蚀率均比E36钢小.50d的电偶电流测试表明,潮差带是阴极,钢得到了一定程度的保护,低潮位以下为阳极,钢加重了腐蚀.带锈试样的极化曲线表明,WNHS355钢在潮差区和飞溅带锈层的维钝电流密度明显小于E36钢,锈层的致密性比E36钢的好,对钢基的保护能力强,与腐蚀失重数据一致.     

pH值和温度对镀锌钢在模拟锈层溶液中电化学腐蚀行为的影响

应用极化曲线和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试镀锌钢在模拟锈层溶液中pH值和温度对镀锌钢电化学腐蚀行为的影响作用。结果表明,镀锌钢在强碱性的模拟锈层溶液中处于钝态,其耐蚀性能随着pH值的升高而增大。温度为0～40℃时,镀锌钢的腐蚀速率变化不大,当温度升高到60℃时,腐蚀速率急剧增大。     

新型3Ni钢和Q235碳钢、普通耐候钢在热带岛屿大气环境中暴晒后的锈层对比分析

为给高镍钢在热带海洋大气环境下的应用提供一定的数据支撑,通过短期户外暴晒试验对比了热带岛屿大气环境中Q235碳钢、普通耐候钢和新型3Ni钢表面锈层的结构、组成和电化学行为。结果表明:在热带岛屿大气环境中,3Ni钢表现出更低的腐蚀速率,归因于其表面锈层良好的物理结构、合理的元素分布和更低的电化学活性; 3Ni钢锈层平整致密,裂纹孔洞等缺陷较少,能够有效隔绝腐蚀液的进入;内层Ni元素的富集能够更好地抵挡Cl-的入侵,将其阻隔在锈层外侧;而在3.5%NaCl溶液中表现出更大的腐蚀产物膜电阻和电荷转移电阻,有效降低了电化学活性,保持较低的腐蚀溶解过程。因此,相比于Q235碳钢和普通耐候钢,3Ni钢锈层对基体具有更好的保护性,从而降低了在严酷热带岛屿大气环境中的腐蚀速率。     

17-4PH不锈钢在不同浓度HCl环境中的电化学腐蚀行为

为了探明17-4PH不锈钢在HCl溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化和电化学阻抗测量了其在不同浓度HCl溶液中腐蚀性能,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)等技术研究了锈层对腐蚀行为的作用机制.结果 表明:17-4PH不锈钢在HCl溶液中随着HCl浓度的增大,腐蚀电流密度(Jcorr)增大,锈层电阻和电荷转移电阻减小;当HCl浓度超过10％,腐蚀电流密度快速增加,15％ HCl溶液中的Jcorr比10％的增加1倍多.基于此,提出了2种不同的等效电路对17-4PH不锈钢的电化学阻抗谱进行了拟合.HCl溶液浓度小于等于10％时,17-4PH试样表面具有双锈层结构,其中,Cu元素富集在外层结构中;而浓度大于10％时为单一锈层结构.锈层的不同结构是腐蚀机制和性能产生差异的原因.     

带氧化皮Q345q钢在模拟西北典型大气环境中的腐蚀行为研究

采用XRD、扫描电子显微镜、电化学技术、干湿交替腐蚀试验研究了Q345q钢的热轧氧化皮结构及其在三种模拟西北几种典型大气环境中的腐蚀行为,并探讨了不同介质环境下热轧氧化皮的破坏机理和锈层形成机理。结果发现,热轧氧化皮的相组成主要是Fe3O4和Fe2O3,氧化皮的结构为多孔状,并带有裂纹等缺陷;带氧化皮钢在进行干湿交替加速腐蚀实验后,虽然在NaHSO3溶液中腐蚀增重最高,但自腐蚀电位随腐蚀时间的延长增大,腐蚀后期自腐蚀电流密度减小,锈层保护性较好;而在除冰盐介质中的腐蚀速率最小,主要发生以Cl-为主的点蚀,形成"大阴极-小阳极"腐蚀特征,而且含有β-FeOOH、HFeCl4(H2O)6等腐蚀产物,导致锈层疏松脱落,锈层的自腐蚀电流密度增大,锈层不具保护性;在除冰盐+NaHSO3溶液中,既发生点蚀又伴随全面腐蚀,由于Cl-和HSO3-的协同作用,降低了一部分Cl-的自催化效应,但多数α-FeOOH是由β-FeOOH转化而来的,锈层保护性不强。     

组织类型对耐候钢耐大气腐蚀性能的影响

目前,有关耐候钢不同显微组织对其耐大气腐蚀性能的影响研究不多.以不同的热处理工艺得到同组分不同组织的耐候钢,通过周侵腐蚀、电化学、锈层微观分析等方法研究了耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为.结果表明:铁素体+珠光体试验钢锈层中缺陷较多,有较多的空洞和裂纹;马氏体钢耐候性优于针状铁素体钢,针状铁素体钢耐候性优于珠光体+铁素体钢;马氏体钢锈层极化曲线的阳极部分受到了阻碍,腐蚀电位正移,耐蚀性得到提高.     

海洋环境下低合金钢腐蚀行为研究

利用电化学手段和激光拉曼光谱研究了低合金钢在海洋环境中腐蚀行为及产物.结果表明,低合金钢在海水环境中自然暴露0.5个月,其腐蚀状态进入相对稳定的阶段,供氧情况的差异致使低合金钢锈层分为内、外两层,试验用低合金钢短期腐蚀速率可用方程V=0.3227t-0.2489拟合.